CN205883318U - 一种农业物联网远程监测与控制系统 - Google Patents

一种农业物联网远程监测与控制系统 Download PDF

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曹祝青
余斌
程圣昌
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Abstract

本实用新型公开了一种农业物联网远程监测与控制系统,多个传感器和控制器分别通过RS485或AD方式连接微处理器,非易失性存储器和TFT触摸显示器均与微处理器连接,智能控制单元通过继电器或交流接触器与微处理器连接,微处理器通过GPRS模块与农业物联网云平台连接,农业物联网云平台还分别与所述的监测系统、农业专家系统和农业监督管理系统连接。本实用新型可实现无线联网管理,安装部署方便,实现农业生产云平台管理,不仅能远程监测所管理的农业生产环境数据,也可远程通过控制相关设备调节农业生产环境数据,所有检测的数据存储在云平台,永不丢失,实现农业产品的溯源;给农业产品质量安全带来了保障。

Description

一种农业物联网远程监测与控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及农业物联网系统技术领域,尤其涉及一种农业物联网远程监测与控制系统。
背景技术
[0002]物联网拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用,构建了“质量好、技术优、专业性强,成本低,满足客户需求”的综合优势。而农业物联网技术作为一个分支,在现代农业生产中发挥重要的作用。
[0003]农业物联网技术就是将网络技术、感应技术、应用开发技术结合,及时采集空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、C02浓度等环境信息,通过有线和无线方式发送给中央监控器,并以直观的图表和曲线方式将数据显示给用户,用户可以根据生产需要,设置温室卷膜、卷帘、滴灌等执行设备的自动调控条件。目前,农业物联网技术在许多地区逐渐开展起来,在传统的大棚上运用了物联网技术。农民们灌溉土地只需要轻点鼠标即可完成,无须奔走田间,大大节省了人力。这是物联网技术和传统农业结合的产物。
[0004]传统农业的浇水、施肥、打药,农民全凭经验、靠感觉。如今瓜果蔬菜该不该浇水,施肥、打药怎样保持精确的浓度,温度、湿度、光照如何实行按需供给,都由信息化智能监控系统实时定量“精确”把关。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种农业物联网远程监测与控制系统。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007] —种农业物联网远程监测与控制系统,包括有多个传感器、多个控制器、非易失性存储器、微处理器、GPRS模块、TFT触摸显示器、智能控制单元、农业物联网云平台、监测系统、农业专家系统和农业监督管理系统,所述的多个传感器和控制器分别通过RS485或AD方式连接微处理器,非易失性存储器和TFT触摸显示器均与微处理器连接,智能控制单元通过继电器或交流接触器与微处理器连接,微处理器通过GPRS模块与农业物联网云平台连接,农业物联网云平台还分别与所述的监测系统、农业专家系统和农业监督管理系统连接。
[0008]所述的监测系统包括有个人计算机终端和手机终端。
[0009] 所述的微处理器的型号为STM32F103RCT6。
[0010]多个传感器、控制器与与物联网控制箱通过RS485或者AD方式连接通信,微处理器与TFT触摸显示屏相连,触摸显示屏显示传感器采集的相关数据,可通过显示屏设置相关数据的阈值用于预警;智能控制单元通过继电器或交流接触器对前端控制设备实现控制。微处理器与GPRS模块相连,用于联网到农业物联网云平台,物联网云平台可实现对采集的数据进行存储,分析、预警、打印、溯源等。云平台可联网到农业专家系统,专家可在线对采集数据进行对比分析,制定最合适农业生产的农业环境,给出权威的意见,指导农业生产。云平台也可集成到农业监管单位,对农业生产数据进行监督、对农产品质量进行追溯等。用户可通过手机APP或电脑端软件实现对农业生产数据进行监测和调控。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型对于农业种植、养殖等没有接通以太网的地方,本实用新型可实现无线联网管理,安装部署方便,实现农业生产云平台管理,即使出差、旅游在外,通过手机APP或电脑也可实现联网管理;不仅能远程监测所管理的农业生产环境数据,也可远程通过控制相关设备调节农业生产环境数据,所有检测的数据存储在云平台,永不丢失,实现农业产品的溯源;给农业产品质量安全带来了保障。
附图说明
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0013]如图1所示,一种农业物联网远程监测与控制系统,包括有多个传感器1、多个控制器2、非易失性存储器3、微处理器4、GPRS模块5、TFT触摸显示器6、智能控制单元7、农业物联网云平台8、监测系统9、农业专家系统10和农业监督管理系统11,所述的多个传感器I和控制器2分别通过RS485或AD方式连接微处理器4,非易失性存储器3和TFT触摸显示器6均与微处理器4连接,智能控制单元7通过继电器或交流接触器12与微处理器4连接,微处理器4通过GPRS模块5与农业物联网云平台8连接,农业物联网云平台8还分别与所述的监测系统9、农业专家系统10和农业监督管理系统11连接。
[0014]所述的监测系统9包括有个人计算机终端和手机终端。
[0015] 所述的微处理器4的型号为STM32F103RCT6。
[0016]物联网是将采集数据经行分析后进行的全自动监控灌溉、施肥、喷药、降温和补光等一系列操作,它由中央控制系统与多节点数据采集器构成两级分布式计算机控制网络,具有分散采集,集中操作管理的特点,系统配置可以根据要求灵活增加或减少。通过传感器实时采集温度、湿度、光照等环境参数,并传到各个节点,数各个节点实现和上位机的通讯,在计算机软件界面上可显示所采集到环境参数的值,可进行数据设定、存贮、报警。
[0017]智能水质传感器、无线传感网、无线通信、智能管理系统和智能控制系统等专业技术,对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位监测、管理,最终实现节能降耗、增产增收的目标。
[0018] 主要功能:
[0019] (I)控制器功能:根据无线网络获取的植物实时的生长环境信息,如通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配,如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。
[0020] (2)监测功能系统:在农业园区内实现自动信息检测与控制,通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输具系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配,如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理,实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。
[0021 ] 实施案例:
[0022]案例1:在养鱼场建立智能监控系统
[0023]农业物联网技术有利于节本增效,在现代化养鱼场中也发挥着高效的作用。24小时对水产苗种繁育阶段的水温、PH值和溶氧量等进行实时监测预警。一旦发现问题,能够及时自动处理或通过短信迅速通知相关人员。
[0024]农业物联网是物联网产业的分支,从上述案例中我们看到了这一技术对未来农业生产的改变,也看到了作为一场科技革命浪潮即将开始。
[0025]农业物联网水产养殖管理的重要组成部分:
[0026]水产养殖智能监测系统:采用具有自识别功能的监测传感器,对水质、水环境信息(水温、亚硝酸盐、液位、PH值、溶解氧、浊度、盐度、氨氮含量等)进行实时采集,全面感知养殖环境的实际情况。
[0027]养殖智能化管理系统:依据水产品在各养殖阶段的长度与重量关系,养殖环境(溶解氧、水温、PH值、氨氮、亚硝酸盐等)因素与饵料养分的吸收能力、摄取量的关系建立数据库,进行细致分析,合理饲养。
[0028]智能化控制系统:I)根据水质,自动调控水口电磁阀进行换水;2)自动检测养殖区含氧量,当氧量不足时,系统会自动打开增氧机,无需24小时增氧。
[0029]专家系统:该系统将省市县的水产专家信息及联系方式全部集中到一起,用户可打电话、留言或者远程视频等方式向专家提出养殖过程中遇到的疑难问题,学习养殖知识,并可将自己的养殖经验分享到系统中,为系统中所有的养殖人员搭建一个良好的信息交流
-ψ-1 口 O
[0030]信息管理平台:各省、市相关单位(水产局、农业委员会、农业局、畜牧水产局、水产技术服务(推广)中心)通过该信息管理平台可科学化、全方位的进行职能部署,有效减轻管理人员工作量,提升监管工作的及时性、准确性和有效性。
[0031] 案例2:农业种植
[0032] (I)在种植准备的阶段,我们可以通过在温室里布置很多的传感器,实时采集当前状态下土壤信息,来选择合适的农作物并提供科学的种植信息及其数据经验。
[0033] (2)在种植和培育阶段,可以用物联网的技术手段进行实时的温度、湿度、C02等的信息采集,且可以根据信息采集情况进行自动的现场控制,以达到高效的管理和实时监控的目标,从而应对环境的变化,保证植物育苗在最佳环境中生长。例如:通过远程温度采集,可了解实时温度情况然后手动或自动的在办公室对其进行温度调整,而不需要人工去实施现场操作,从而节省了大量的人力。
[0034] (3)在农作物生长阶段,可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照等情况,通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合,配合控制系统调理作物生长环境,改善作物营养状态,及时发现作物的病虫害爆发时期,维持作物最佳生长条件,对作物的生长管理及其为农业提供科学的数据信息等方面有着非常重要的作用。
[0035] (4)在农产品的收获阶段,我们也同样可以利用物联网的信息,把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集,反馈到前端,从而在种植收获阶段进行更精准的测算。
[0036]总而言之,物联网农业智能测控系统能大大的提高生产管理效率,节省人工(例如:对于大型农场来说,几千亩的土地如果用人力来进行浇水施肥,手工加温,手工卷帘等工作,其工作量相当庞大且难以管理,如果应用了物联网技术,手动控制也只需点击鼠标的微小的动作,前后不过几秒,完全替代了人工操作的繁琐;),而且能非常便捷的为农业各个领域研究等方面提供强大的科学数据理论支持,其作用在当今的高度自动化、智能化的社会中是不目而偷的。
[0037]总结:
[0038]物联网在农业中的应用,细化各个农场,可靠性更高,适应性更高,不仅提高了智能化的应用,又能节能环保,可循环使用,进而降低成本、提高效能。可以整合一下几个方面:
[0039] 1、农业资源土地资源、水资源及生产资料更能被有效的高能调度,达到节能、高效的目的。
[0040] 2、农业生态环境使得生态链更丰富,土壤、大气、水质、气象更适合人们生产生活。[0041 ] 3、农业生产过程更能精耕细作,使用智能化设备,实现绿色健康养殖。
[0042] 4、农产品和食品安全可以实现产地环境、产后储藏加工、物流运输,整个供应链实时查询。
[0043] 5、装备和设施可实现信息共享,远程诊断,服务调度。
[0044]针对目前我国农业信息化应用水平普遍较低、数字化管理程度不高等实际情况,该智能监控系统作为目前急需的综合性产业信息平台,可实时监控各基地农业生产状况,与监控点实现在线交流,能及时发布生产指导、预警信息,指导基地农业生产。依据监测信息,开展分析研究,提出决策参考数据,提升农业部门服务农业生产经营管理水平,促进现代农业发展。由于建成智能化和自动化管理系统,实现管理自动化,减少生产管理成本,基地疏采、种苗、生猪广量、水广渔业品质和效益同步提尚。

Claims (3)

1.一种农业物联网远程监测与控制系统,其特征在于:包括有多个传感器、多个控制器、非易失性存储器、微处理器、GPRS模块、TFT触摸显示器、智能控制单元、农业物联网云平台、监测系统、农业专家系统和农业监督管理系统,所述的多个传感器和控制器分别通过RS485或AD方式连接微处理器,非易失性存储器和TFT触摸显示器均与微处理器连接,智能控制单元通过继电器或交流接触器与微处理器连接,微处理器通过GPRS模块与农业物联网云平台连接,农业物联网云平台还分别与所述的监测系统、农业专家系统和农业监督管理系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种农业物联网远程监测与控制系统,其特征在于:所述的监测系统包括有个人计算机终端和手机终端。
3.根据权利要求1所述的一种农业物联网远程监测与控制系统,其特征在于:所述的微处理器的型号为STM32F103RCT6。
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